menjelaskan struktur dan fungsi organ manusia dan hewan tertentu, kelainan/penyakit yang mungkin terjadi serta implikasinya pada salingtemas.

Transkripsi

1 Bab 3 Sumber: Biology: Sumber: Realm Human of Life, Body, tulang penyusun tengkorak pada bayi yang baru lahir. Sistem Gerak pada Manusia Hasil yang harus Anda capai: menjelaskan struktur dan fungsi organ manusia dan hewan tertentu, kelainan/penyakit yang mungkin terjadi serta implikasinya pada salingtemas. Setelah mempelajari bab ini, Anda harus mampu: menjelaskan keterkaitan antara struktur, fungsi, dan proses serta kelainan/penyakit yang dapat terjadi pada sistem gerak pada manusia. Pada bab sebelumnya, Anda telah mempelajari materi mengenai jaringan. Salah satu jaringan penyusun tubuh manusia adalah jaringan tulang. Jaringan tulang tersusun atas sel-sel tulang (osteon). Sel-sel tulang tersebut berkumpul di dalam matriks. Berdasarkan jaringan penyusunnya, tulang dibedakan menjadi tulang rawan (kartilago) dan tulang keras. Selama hidupnya, manusia selalu melakukan gerak. Gerakan tersebut dilakukan bahkan dalam keadaan tidak sadar. Misalnya, ketika tidur di dalam tubuh tetap terjadi gerakan. Sistem gerak pada manusia didukung oleh dua komponen utama, yaitu tulang dan otot. Pada bab ini, Anda akan mempelajari sistem gerak pada manusia. Apa sajakah jenis-jenis tulang dan otot pada manusia? Apakah keduanya bekerja sendiri-sendiri atau bersamaan? Bagaimana mekanisme kerja otot? Semua pertanyaan tersebut dapat Anda jawab setelah mempelajari materi pada bab ini. Oleh karena itu, pelajarilah materi pada bab ini dengan saksama. A. dan Rangka B. Otot 4

2 Tes Kompetensi Awal. Menurut Anda, apakah fungsi tulang bagi tubuh?. Pada bab sebelumnya Anda telah mempelajari materi tentang jaringan. Bagaimana struktur jaringan pada tulang? 3. Tuliskan tiga jenis otot yang terdapat di dalam tubuh Anda. A. dan Rangka Claudius Galen (9 99 SM) Sekilas Biologi Galen adalah seorang ahli anatomi Romawi. Ia meneliti struktur dan fungsi tubuh manusia. Ajarannya diterapkan selama berabad-abad. Sumber: Concise Encyclopedia Nature, 994 Kata Kunci Alat gerak aktif Alat gerak pasif Seperti telah disebutkan sebelumnya, manusia selalu melakukan gerak. Ketika berjalan, berlari, menulis, bahkan ketika tidur, Anda melakukan gerakan. Gerak dapat diartikan sebagai tanggapan atau reaksi tubuh terhadap rangsangan baik dari dalam maupun dari luar tubuh. Gerak dapat berupa gerakan sebagian anggota tubuh maupun seluruh tubuh. Gerak merupakan suatu hasil kerja dua komponen, yaitu tulang dan otot. disebut sebagai alat gerak pasif dan otot disebut alat gerak aktif. merupakan alat gerak pasif karena tulang tidak bisa bergerak sendiri, namun harus digerakkan oleh otot. Otot yang berkontraksi menyebabkan tulang bergerak.. Fungsi Tuhan memberi tulang dalam tubuh manusia dengan bentuk yang berbeda-beda. Bentuk-bentuk tulang tersebut akan sesuai dengan fungsinya. Berikut adalah beberapa fungsi tulang pada manusia. a. Penunjang dan pemberi bentuk tubuh b. Pelindung alat-alat vital tubuh c. Penyusun rangka tubuh d. Tempat melekatnya otot e. Tempat pembentukan sel-sel darah f. Tempat penyimpanan mineral (kalsium dan fosfor). Jenis-Jenis penyusun tubuh manusia memiliki jenis yang sangat beragam, baik itu bentuk, struktur, maupun fungsinya. Berdasarkan jaringan penyusunnya, tulang dibedakan menjadi tulang rawan (kartilago) dan tulang keras. rawan bersifat lentur dan hanya terdapat pada beberapa tempat, seperti cuping hidung dan cuping telinga. Adapun tulang keras bersifat keras dan berfungsi sebagai penyusun sistem rangka tubuh. Pada bab sebelumnya, telah dibahas mengenai tulang rawan dan tulang keras. Berdasarkan bentuk dan ukurannya, tulang dapat dibedakan menjadi empat jenis, yaitu tulang pendek, tulang pipa (panjang), tulang pipih, dan tulang ireguler. Perhatikan Gambar 3.. (a) (b) (c) (d) Gambar 3. (a) pendek, (b) tulang pipa, (c) tulang ireguler, dan (d) tulang pipih pergelangan tangan lengan atas belakang belikat Sumber: Kamus Visual, Mudah dan Aktif Belajar Biologi untuk Kelas XI

3 pipa (panjang) memiliki bentuk seperti tabung yang berongga. Selain itu, pada ujung-ujung tulang pipa terdapat perluasan bentuk sebagai fungsi untuk berhubungan dengan tulang lain. pipa dapat ditemukan di tulang betis, tulang hasta, tulang kering, dan tulang pengumpil. pendek memiliki bentuk seperti kubus. ini hanya ditemukan di pangkal kaki, pangkal lengan, dan ruas-ruas tulang belakang. Sesuai dengan namanya, tulang pipih memiliki bentuk pipih atau lempengan. pipih berfungsi sebagai penyusun dinding rongga atau sebagai pelindung. Contoh tulang pipih adalah tulang rusuk, tulang belikat, dan tulang tengkorak. Adapun tulang ireguler merupakan tulang yang memiliki bentuk tidak beraturan. ireguler dapat ditemukan pada tulang-tulang muka dan tulang belakang. 3. Pembentukan Manusia memiliki rangka tubuh ketika dalam tahap perkembangan embrio. Rangka tubuh dalam masa embrio masih berupa tulang rawan (kartilago). Kartilago dibentuk oleh sel-sel mesenkim. Di dalam kartilago tersebut akan diisi oleh osteoblas. Osteoblas merupakan sel-sel pembentuk tulang keras. Osteoblas akan mengisi jaringan sekelilingnya dan membentuk osteosit (sel-sel tulang). Sel-sel tulang dibentuk secara konsentris (dari arah dalam ke luar). Setiap sel-sel tulang akan mengelilingi pembuluh darah dan serabut saraf, membentuk sistem Havers. Selain itu, di sekeliling sel-sel tulang ini terbentuk senyawa protein pembentuk matriks tulang. Matriks tulang akan mengeras karena adanya garam kapur (CaCO 3 ) dan garam fosfat (Ca 3 (PO 4 ) ). Di dalam tulang terdapat sel-sel osteoklas. Sel-sel ini berfungsi menyerap kembali sel tulang yang sudah rusak dan dihancurkan. Adanya aktivitas sel osteoklas, tulang akan berongga. Rongga ini kelak akan berisi sumsum tulang. Osteoklas membentuk rongga sedangkan osteoblas terus membentuk osteosit baru ke arah permukaan luar. Dengan demikian, tulang akan bertambah besar dan berongga. Proses pembentukan tulang keras disebut osifikasi. Proses ini dibedakan menjadi dua, yaitu osifikasi intramembranosa dan osifikasi intrakartilagenosa. Osifikasi intramembranosa disebut juga penulangan langsung (osifikasi primer). Proses ini terjadi pada tulang pipih, misalnya tulang tengkorak. Penulangan ini terjadi secara langsung dan tidak akan terulang lagi untuk selamanya. Contoh osifikasi intrakartilagenosa adalah pembentukan tulang pipa. Osifikasi ini menyebabkan tulang bertambah panjang. Perhatikan Gambar Sistem Rangka Manusia Rangka tubuh manusia tersusun atas 06 tulang. -tulang tersebut memiliki struktur dan fungsi yang berbeda-beda. Secara garis besar, rangka tubuh manusia dibagi menjadi dua kelompok, yaitu rangka aksial dan rangka apendikular. Perhatikan Gambar 3.3. terpanjang pada tubuh manusia adalah tulang paha (femur). femur memiliki panjang sekitar seperempat dari tinggi tubuh. Sumber: Science Library: Human Body, 004 Gambar 3. Kata Kunci Osifikasi Osteoblas Sel osteoklas Sistem Havers Pusat osifikasi sekunder Pembuluh darah Periosteum Sumber: Atlas Histologi, 003 Proses pembentukan tulang Logika Fakta Biologi Biologi tersusun atas sel-sel hidup. Apakah tulang mengalami pertumbuhan? Tunjukkan buktinya. Pusat osifikasi primer Sistem Gerak pada Manusia 43

4 Rangka Aksial Rangka Apendikular kepala (tengkorak) selangka (klavikula) dada (sternum) rusuk (kosta) belikat (skapula) lengan atas (humerus) belakang (vertebrae) pinggul atas (ilium) hasta (ulna) pengumpil (radius) selangkang (sakrum) pinggul tengah (ischium) pergelangan tangan (karpal) telapak tangan (metakarpal) jari-jari jangan (falanges) pinggul bawah (pubis) paha (femur) ekor (koksi) tempurung lutut (patela) kering (tibia) betis (fibula) pergelangan kaki (tarsal) Gambar 3.3 -tulang penyusun tubuh manusia telapak kaki (metatarsal) jari-jari kaki (falanges) Sumber: Kamus Visual, Mudah dan Aktif Belajar Biologi untuk Kelas XI

5 a. Rangka Aksial Rangka aksial disebut juga rangka poros atau sumbu tubuh. Disebut demikian, karena hampir semua tulang anggota rangka aksial berada di garis sumbu tubuh. Rangka aksial tersusun atas tulang kepala (tengkorak), tulang belakang (vertebrae), tulang dada, dan tulang rusuk (sternum dan kosta). Perhatikan Tabel 3.. Tabel 3. - Penyusun Rangka Aksial Kelompok Nama Penyusun Jumlah. Tengkorak terdiri dari: a. Kranium (tempurung kepala) Dahi (frontal ) Ubun-ubun (parietal) Pelipis (temporal) Kepala belakang (oksipital) baji (stenoid ) Tapis (etmoid) b. Wajah Rahang bawah (mandibula) Hidung (nasal) Lakrimal Vomer Konka inferior Pipi (zigomatik) Rahang atas (maksilia) c. Telinga. belakang (vertebrae) Martil (maleus) Paron (inkus) Stapes Servik (leher) Toraks (punggung) Lumbar (pinggang) Koksigea (tulang ekor, 4 ruas berfusi menjadi ) 7 5 Kata Kunci Rangka aksial Rangka apendikular 3. dada (sternum) Manubrium (hulu) Gladiolus (badan) Xifoid (taju pedang) 4. Rusuk (kosta) Rusuk sejati Rusuk palsu Rusuk melayang 7 pasang 3 pasang pasang b. Rangka Apendikular Rangka apendikular disebut juga sebagai rangka tambahan. Secara umum, rangka apendikular adalah tulang-tulang penyusun alat gerak, yaitu tangan dan kaki. Rangka apendikular tersusun atas tulang anggota gerak (tungkai), gelang bahu, dan gelang panggul. Untuk lebih jelasnya, perhatikan Tabel 3. berikut. Sistem Gerak pada Manusia 45

6 Femur Cairan sinovial lutut Tibia Fibula Sumber: Biology, 999 Gambar 3.4 Struktur persendian Gambar 3.5 (a) Sinartosis sinfibrosis pada tengkorak dan (b) sinartrosis sinkondrosis pada hubungan tulang rusuk dan tulang dada Tabel 3. - Peyusun Rangka Apendikular Bagian Penyusun Jumlah. Tungkai Lengan atas (humerus) Pengumpil (radius) a. Tungkai atas Hasta (ulna) Pergelangan tangan (karpal) 6 Telapak tangan (metakarpal) 0 Jari-jari tangan (falanges) 8 b. Tungkai bawah. Gelang bahu 3. Gelang panggul 5. Hubungan Antartulang Hubungan antar tulang disebut juga persendian (sendi). Persendian adalah tempat antara tulang-tulang atau antara tulang dan tulang rawan. Untuk memungkinkan adanya pergerakan, diperlukan adanya sendi. Sendi dibentuk pada kartilago di daerah sendi. Pada persendian terdapat cairan pelumas yang disebut cairan sinovial. -tulang disatukan dengan jaringan ikat yang lentur dengan adanya sendi, sehingga terbentuklah rangka dan gerakangerakan tulang. Secara fungsional, persendian dibagi menjadi tiga, yaitu sinartrosis, amfiartrosis, dan diartrosis. Perhatikan Gambar 3.4. a. Sinartrosis Persendian sinartrosis sama sekali tidak dapat digerakkan. Hal ini disebabkan tidak adanya celah sendi. Berdasarkan jaringan yang menghubungkannya, sinartrosis dibedakan menjadi sinartrosis sinfibrosis dan sinartrosis sinkondrosis. Sinartosis sinfibrosis dihubungkan oleh jaringan ikat fibrosa. Persendian ini terdapat pada tulang tengkorak. Lekukan pada tulang tengkorak disebut sutura. Adapun sinartrosis sinkondrosis dihubungkan oleh tulang rawan, misalnya hubungan tulang rusuk dan tulang dada. Perhatikan Gambar 3.5. (a) (b) Sutura Paha (femur) Tempurung kaki (patela) Kering (tibia) Betis (fibula) Pergelangan kaki (tarsal) Telapak kaki (metatarsal) Jari-jari kaki (falanges) selangka (klavikula) belikat (skapula) Ilium Ischium Bersatu } Pubis Hubungan antartulang Sumber: Human Anatomy, Mudah dan Aktif Belajar Biologi untuk Kelas XI

7 b. Amfiartrosis Amfiartrosis merupakan persendian dengan gerakan terbatas. Amfiartrosis dibagi menjadi dua, yaitu simfisis dan sindesmosis, perhatikan Gambar 3.6. Simfisis merupakan persendian yang dihubungkan oleh jaringan tulang rawan yang tipis. Contoh simfisis adalah sendi antartulang belakang dan pada tulang kemaluan. Adapun sindesmosis merupakan persendian yang dihubungkan oleh banyak jaringan ikat. Contoh sindesmosis adalah sendi antara tibia dan fibula. c. Diartrosis Diartrosis merupakan persendian dengan gerakan paling bebas atau leluasa. Pada diartosis terdapat cairan sinovial. Berdasarkan tulang pembentuk sendi dan gerakannya, diartrosis dikelompokkan menjadi sendi peluru, sendi engsel, sendi putar, dan sendi pelana. ) Sendi peluru Sendi peluru merupakan sendi yang dapat digerakkan ke atas, ke bawah, dan ke samping. Pergerakan yang bebas ini dikarenakan bentuk ujung tulang berupa bongkol dan mangkuk. Contoh sendi peluru adalah pada gelang bahu. ) Sendi engsel Pergerakan pada sendi engsel hanya satu arah. Contoh sendi engsel adalah siku dan lutut. Dapatkah Anda memberikan contoh sendi engsel yang lainnya? 3) Sendi putar Gerakan pada sendi putar berupa gerakan rotasi dengan satu poros. Contoh sendi putar adalah gerakan memutar kepala (tulang leher dan tulang tengkorak) dan antara tulang hasta dan tulang pengumpil. 4) Sendi pelana Pada sendi pelana, kedua ujung tulang membentuk sendi menyerupai pelana. Contoh sendi pelana adalah gerakan ibu jari dan hubungan tulang belakang dengan tulang rusuk. Sumber: Jendela Iptek: Tubuh Manusia, 997 Gambar 3.6 Amfiartrosis pada tulang belakang Logika Biologi Sendi yang menghubungkan antartulang belakang merupakan sendi amfiartrosis. Sendi ini hanya memungkinkan sedikit gerakan. Namun pada kenyataannya, badan kita dapat digerakan cukup leluasa. Mengapa hal ini dapat terjadi? Kata Kunci Amfiartrosis Diartrosis Sinartrosis (a) Ischium (b) Humerus Femur Ulna (c) tengkorak leher Sumber: Young Scientist: The Human Machine, Kelainan dan Gangguan pada dapat mengalami kelainan dan gangguan. Kelainan dan gangguan dapat disebabkan oleh aktivitas, infeksi kuman, kekurangan vitamin, maupun kecelakaan. Gambar 3.7 Jenis persendian diartosis pada manusia, yaitu (a) sendi peluru, (b) sendi engsel, dan (c) sendi putar. Sistem Gerak pada Manusia 47

8 a. Fraktura Fraktura merupakan patahnya tulang. Fraktura dibedakan menjadi empat, yaitu fraktura tertutup, fraktura terbuka, fisura (retak), dan remuk. (a) (b) Gambar 3.8 Beberapa jenis fraktura, yaitu (a) fraktura terbuka, (b) fraktura tertutup, (c) remuk, dan (d) retak (c) (d) Sumber: Human Body, 00 b. Gangguan pada Belakang belakang dapat mengalami berbagai gangguan. Pada umumnya, gangguan tersebut disebabkan oleh sikap tubuh yang salah. Gangguan tersebut adalah skoliosis, kifosis, dan lordosis, Perhatikan Gambar 3.9. Skoliosis merupakan kelainan berupa melengkungnya tulang belakang ke arah samping. Kifosis adalah jika tulang belakang terlalu membungkuk. Kifosis dapat terjadi karena kebiasaan menulis yang terlalu membungkuk. Adapun lordosis terjadi jika lengkung lumbar melekuk ke dalam. (a) (b) (c) (d) Gambar 3.9 belakang (a) normal, (b) skoliosis, (c) kifosis, (d) lordosis c. Gangguan Persendian Persendian dapat mengalami gangguan, seperti artritis, dislokasi, dan ankilosis. ) Artritis Artritis adalah peradangan sendi dengan ciri-ciri bengkak, dan gangguan fungsi sendi tersebut. Artritis dibedakan menjadi artritis gout, osteoartritis, dan artritis eskudatif. Artritis gout terjadi karena kegagalan metabolisme asam urat. Osteoartritis disebabkan menipisnya tulang rawan pelindung sendi. Adapun artritis eskudatif disebabkan terisinya rongga sendi oleh getah radang. ) Dislokasi Dislokasi terjadi jika sendi terlepas dari tempatnya dan disertai sobeknya ligamen. Dislokasi dapat pula berupa pergeseran sendi. 3) Ankilosis Gangguan ini menyebabkan sendi tidak dapat digerakkan, disebabkan karena tulang rahang melebur dengan tulang tengkorak. d. Rheumatism (Rheumatic) Rheumatism merupakan gangguan berupa segala rasa sakit pada semua alat gerak, sepeti tulang, otot, ligamen, dan sendi. 48 Mudah dan Aktif Belajar Biologi untuk Kelas XI

9 Tes Kompetensi Subbab A Kerjakanlah di dalam buku latihan.. Tuliskan fungsi tulang.. Tuliskan bagian-bagian dari tulang belakang manusia. 3. Apakah perbedaan amfiartrosis dan diartrosis? 4. Tuliskan beberapa gangguan pada ruas-ruas tulang belakang. B. Otot Pernahkah Anda melihat seorang atlet binaragawan? Jika Anda perhatikan, atlet binaragawan memiliki otot-otot yang besar. Apakah otot besar memiliki kekuatan besar pula? Otot merupakan alat gerak aktif karena kontraksinya dapat menggerakkan tulang sehingga muncul gerak. Otot akan memendek apabila berkontraksi dan akan memanjang apabila berelaksasi.. Jenis-Jenis Otot Pada bab sebelumnya, telah dipelajari mengenai jenis-jenis otot secara ringkas. Pada subbab ini, Anda akan mempelajari jenis-jenis otot secara lebih mendalam. Berdasarkan struktur dan fungsinya, otot dibedakan menjadi otot lurik, otot polos, dan otot jantung. a. Otot Lurik Otot lurik disebut juga otot rangka karena otot ini melekat pada rangka. Gerak atau aktivitas otot lurik dipengaruhi oleh saraf sadar. Artinya, otot ini akan bergerak jika ada perintah dari otak. Gerak tersebut disebut gerak volunter. Otot ini berperan dalam banyak gerak tubuh yang dikehendaki. Sel-sel otot lurik berbentuk silinder yang sangat panjang. Otot lurik memiliki inti di bagian tepi sel. Sekumpulan otot, misalnya otot biseps, ujung-ujungnya berupa tendon untuk melekat pada tulang. Keseluruhan kumpulan otot dibungkus oleh seludang jaringan ikat yang disebut fasia superfasialis. Kumpulan otot ini terdiri atas kumpulan yang lebih kecil lagi yang diseludangi oleh fasia propia. Kumpulan kecil terdiri atas serabut-serabut otot. Serabut otot secara fungsional merupakan satu sel otot. Jadi, boleh dikatakan satu serabut otot sama dengan satu sel otot saja. Satu sel otot dibungkus oleh membran sel (sarkolema). Sel otot terdiri atas miofibril-miofibril. Setiap miofibril terdiri atas dua macam miofilamen, yaitu filamen tipis dan filamen tebal. Filamen tipis terdiri atas 3 macam molekul protein, yaitu aktin, troponin, dan tropomiosin. Adapun filamen tebal terdiri dari satu macam filamen protein, yaitu miosin. Filamen tipis dan filamen tebal membentuk satu kesatuan disebut sarkomer. Kedua macam filamen ini bergabung secara berselang-seling dan tumpang tindih (overlap) dengan posisi filamen tipis lebih ke pinggir dan filamen tebal di tengah-tengah. Apabila otot dilihat dengan mikroskop berkekuatan tinggi, posisi tersebut memberi kesan gelap terang atau berlurik-lurik. Sarkomer yang satu bergabung dengan sarkomer sebelahnya pada bagian filamen tipis. Daerah ini disebut garis Z. Garis Z dengan filamen tipis yang memberi kesan terang disebut pita I. Otot menyusun sekitar 45 persen berat tubuh pria dan 40 persen berat tubuh wanita. Sumber: Science Library: Human Body, 004 Kata Kunci Miofibril Miofilamen Sarkolema Fakta Biologi Sistem Gerak pada Manusia 49

10 Sarkomer bagian tengah disebut garis M. Sebelah kiri dan kanan garis M, tepatnya yang terdiri atas filamen tebal yang tidak tumpangtindih oleh filamen tipis pada saat otot kontraksi, disebut zona H. Pita A, daerah gelap, adalah sarkomer yang mengandung filamen tebal dan ditumpang tindih oleh sebagian filamen tipis. Otot Serabut otot Satu serabut otot Miofibril Z I H A Sarkomer I Z Filamen tebal miosin Filamen tipis aktin Z I H I Z Logika Gambar 3.0 Struktur otot rangka Biologi Apakah jumlah dan jenis otot yang dimiliki oleh seorang binaragawan dan Anda sama? Mengapa demikian? A Filamen Sumber: Biological Science, 986 b. Otot Polos Sel otot berbentuk seperti kumparan dengan sitoplasma yang tampak bening, disebabkan miofibril atau miofilamennya homogen. Dengan demikian, otot ini tampak polos, dan tidak berlurik. Apabila terkena rangsang, reaksi otot polos lambat, tetapi dapat bekerja dalam jangka waktu lama. Gerakannya tanpa kita sadari (otonom) atau bergerak secara involunter. Sifat seperti ini cocok untuk menjalankan alat-alat dalam yang bergerak terus-menerus atau menuntut gerakan yang tidak perlu disadari. Jaringan otot polos terdapat pada saluran pencernaan (yang membuat gerak peristaltik), pembuluh darah, dinding uterus, dan otot penggantung lensa mata. Esofagus (a) Sel otot polos (b) Lambung Usus halus Dinding dalam lambung Gambar 3. (a) Struktur jaringan otot polos. (b) Jaringan otot polos biasanya merupakan penyusun organ dalam tubuh, misalnya pada lambung. Sumber: Biology: Exploring Life, 994 Lapisan otot polos c. Otot Jantung Sesuai dengan namanya, otot ini adalah otot yang membentuk organ jantung. Sel otot jantung berbentuk silindris dengan sebuah inti di tengahnya. Sel-sel otot jantung memiliki cabang. Sel satu dengan sel lain yang bersebelahan pada sisi pendeknya, memiliki sarkolema yang cukup tebal. Sarkolema yang tebal tersebut dinamakan keping interkalar atau sinsitium. Keping ini berfungsi sebagai penguat otot jantung dan membantu menghantarkan rangsang/impuls. Perhatikan Gambar Mudah dan Aktif Belajar Biologi untuk Kelas XI

11 Sel otot jantung dapat berkontraksi sendiri secara beraturan sekitar 7 kali per menit tanpa rangsang saraf karena memiliki sumber rangsang di dalam otot jantung tersebut. Rangsang yang datang dari saraf hanya mempercepat atau memperlambat denyut atau kontraksi otot jantung. Kontraksi otot jantung bekerja di bawah kontrol saraf otonom. Kerja otot jantung teratur dan cukup kuat.. Gerak pada Otot Otot melekat pada tulang dengan jaringan ikat kuat yang disebut tendon. Tendon yang melekat pada tulang yang relatif diam pada saat otot berkontraksi disebut origo. Adapun tendon yang melekat pada tulang yang bergerak disebut insersi. Pada persendian terdapat jaringan ikat yang membungkus sendi agar sendi itu tidak terurai. Jaringan tersebut adalah ligamen. Otot, sendi, dan tulang bekerja sama membentuk suatu gerak. Anda dapat perhatikan Gambar 3.3. Dalam lengan terdapat beberapa jenis otot, tulang, dan sendi. Ketika Anda mengangkat lengan bawah, misalnya, akan terjadi kerja sama antara otot, tulang dan sendi. Arthropoda Manusia Tibia Ligamen Tendon Sumber: Essentials of Biology, 990 Gambar 3. Ligamen yang membungkus sendi Otot Fleksor Otot Ekstensor Sendi Eksoskeleton Bisep Triseps Sendi Radius Ulna (a) Otot Fleksor Otot Ekstensor (b) Otot Fleksor Otot Ekstensor Sendi Eksoskeleton Sendi Gambar 3.3 Sumber: Biology: Discovering Life, 99 Hubungan antartulang dan sendi pada (a) Arthropoda dan (b) manusia Gerak yang dihasilkan dari kerja sama otot, tulang, dan sendi dapat dikelompokkan menjadi gerak berlawanan (antagonis) dan gerak bersamaan (sinergid). a. Gerak Antagonis Gerakan ini terjadi jika sebagian atau sebuah otot yang melekat pada tulang yang sama berkontraksi, sementara sebagian atau sebuah otot pasangannya berelaksasi. Contoh gerak antagonis adalah lutut dan siku. Pada lengan terdapat otot biseps dan trisep, yang menyebabkan gerakan pada siku. Oleh karena kerja otot berlawanan, terdapat beberapa jenis gerakan tulang yang berlawanan, yaitu: ) otot fleksor (menekukkan) dan ekstensor (meluruskan); ) otot abduktor (menjauhkan) dan adduktor (mendekatkan); 3) otot depresor (menurunkan) dan elevator (menaikkan); 4) otot supinator (menengadahkan) dan pronator (menelungkupkan). Sistem Gerak pada Manusia 5

12 Kata Kunci Gerak antagonis Gerak sinergid b. Gerak Sinergid Gerakan ini terjadi jika sekelompok atau pasangan otot berkontraksi atau berelaksasi dalam waktu yang bersamaan dan mengakibatkan satu gerak bagian tubuh. Contoh gerak sinergid, yaitu pada otot-otot punggung dan otot-otot leher. 3. Kontraksi Otot Otot memiliki mekanisme khusus untuk berkontraksi. Kontraksi pada otot akan memunculkan gerakan. Bagaimanakah mekanismenya? Apakah otot memerlukan energi? Simaklah uraian berikut. a. Mekanisme Kontraksi Otot Otot mulai berkontraksi apabila terkena rangsang. Kontraksi otot dikenal dengan nama model pergeseran filamen (sliding filament mode), seperti terlihat pada Gambar 3.4. (a) Impuls saraf Serabut otot Impuls Miofibril Miofibril (b) Sarkomer Filamen tebal miosin Otot relaksasi Gambar 3.4 (a) Kontraksi otot dipicu oleh impuls saraf. (b) Struktur miosin dan aktin pada saat kontraksi dan relaksasi otot Filamen tipis aktin Garis Z Otot kontraksi Sumber: Biology Discovering Life, 99; Human Body, 00 Kontraksi otot diawali oleh datangnya impuls saraf. Pada saat datang impuls, sinapsis atau daerah hubungan antara saraf dan serabut otot dipenuhi oleh asetil-kolin. Asetil-kolin ini akan merembeskan ion-ion kalsium (Ca + ) ke serabut otot. Ion kalsium akan bersenyawa dengan molekul, troponin, dan tropomiosin yang menyebabkan adanya sisi aktif pada filamen tipis (aktin). Kepala miosin (filamen tebal), segera bergabung dengan filamen tipis tepat pada sisi aktif. Gabungan sisi aktif dengan kepala miosin disebut jembatan penyeberangan (cross bridges). 5 Mudah dan Aktif Belajar Biologi untuk Kelas XI

13 Segera setelah terbentuk, jembatan penyeberangan tersebut membebaskan sejumlah energi dan menyampaikan energi tersebut ke arah filamen tipis. Proses ini menyebabkan filamen tipis mengerut. Secara keseluruhan sarkomer ikut mengerut yang mengakibatkan otot pun berkerut. Kepala miosin akan lepas dari filamen tipis. Proses ini memerlukan ATP yang diambil dari sekitarnya. Dengan peristiwa ini, maka filamen tipis akan lepas dari filamen tebal. Secara keseluruhan otot akan relaksasi kembali. Proses ini berulang sampai 5 kali dalam jangka waktu satu detik. Jadi, kontraksi otot akan berlangsung selama ada rangsangan. Apabila tidak ada rangsangan maka ion kalsium akan direabsorpsi. Pada saat itu pun troponin dan tropomiosin tidak memiliki sisi aktif lagi dan sarkomer dalam keadaan istirahat memanjang berelaksasi. b. Energi untuk Kontraksi Otot ATP (adenosin trifosfat) merupakan sumber energi bagi otot. Akan tetapi, jumlah yang tersedia hanya dapat digunakan untuk kontraksi dalam waktu beberapa detik saja. Otot vertebrata mengandung lebih banyak cadangan energi fosfat yang tinggi berupa kreatin fosfat sehingga akan dibebaskan sejumlah energi yang segera dipakai untuk membentuk ATP dari ADP. Persediaan kreatin fosfat di otot sangat sedikit. Persediaan ini harus segera dipenuhi lagi dengan cara oksidasi karbohidrat. Cadangan karbohidrat di dalam otot adalah glikogen. Glikogen dapat diubah dengan segera menjadi glukosa-6-fospat. Perubahan tersebut merupakan tahapan pertama dari proses respirasi sel yang berlangsung dalam mitokondria yang menghasilkan ATP. Apabila kontraksi otot tidak terlalu intensif atau tidak terusmenerus, glukosa dapat dioksidasi sempurna menghasilkan CO dan H O dengan respirasi aerob. Apabila kontraksi otot cukup intensif dan terus-menerus maka suplai oksigen oleh darah ke dalam otot tersebut tidak cepat dan banyak untuk mengoksidasikan glukosa. Oleh karena itu, penyediaan energi bagi kontraksi otot didapatkan dari proses respirasi anaerob, suatu proses yang tidak memerlukan oksigen. Keuntungan proses ini dapat menyediakan energi bagi kontraksi otot dengan segera, walaupun jumlah energi yang diberikan relatif sedikit dibandingkan proses aerob. Pada respirasi anaerob, glukosa diubah menjadi asam laktat dengan sejumlah energi. Energi ini digunakan untuk membentuk kembali kreatin fosfat, yang nantinya dapat menghasilkan energi untuk membentuk ATP dari ADP. Asam laktat yang tertimbun di dalam otot akan segera berdifusi pada sistem peredaran darah. Apabila penggunaan otot terus-menerus, pembentukan asam laktat yang banyak akan menghambat kerja enzim dan menyebabkan kelelahan (fatigue). Kata Kunci Respirasi aerob Respirasi anaerob Sekilas Biologi Postur tubuh yang baik sangat penting karena akan membantu tubuh bekerja maksimal. Jika posturnya jelek, selain tulang-tulang menjadi tidak lurus, otot-otot, ruas, dan ligamen (jaringan ikat sendi) pun akan tertarik lebih keras. Kebiasaan duduk malas dan menggunakan hak tinggi dapat memengaruhi postur tubuh. Postur tubuh yang buruk dapat memicu cepat lelah, ketegangan otot, dan akhirnya rasa sakit. Sumber: 7 Oktober Gangguan dan Kelainan pada Otot Seperti halnya tulang, otot dapat mengalami gangguan dan penyakit. Gangguan pada otot dan tulang dapat mengganggu pergerakan dari manusia. Gangguan dan penyakit pada otot disebabkan oleh beberapa faktor, seperti infeksi virus, infeksi bakteri, maupun aktivitas. Simaklah penjelasan berikut ini. Sistem Gerak pada Manusia 53

14 a. Atropi, merupakan keadaan otot yang lisut atau kumpulan otot menjadi kecil. Hal ini terjadi antara lain karena serangan penyakit yang disebabkan oleh virus (virus polio). Selain itu, otot yang jarang digunakan pun kemungkinan akan terserang atropi. b. Tetanus, merupakan gangguan berupa otot yang terus-menerus berkontraksi. Sehari-hari dikenal dengan kejang otot atau kram. Hal ini dapat disebabkan oleh aktivitas otot yang terlalu tinggi. Tetanus yang lain disebabkan oleh kuman penyakit (bakteri Clostridium tetani). c. Hernia, merupakan suatu tonjolan dari organ-organ dalam, misalnya usus, melalui tempat-tempat yang lemah pada dinding perut. Hernia dapat disebabkan oleh faktor usia maupun tekanan yang tinggi di daerah perut. d. Myesthenia gravis, merupakan melemahnya otot-otot muka akibat serangan autoimunitas. Autoimunitas adalah tubuh menghasilkan antibodi yang menyerang jaringan-jaringan tubuh sendiri. Penyakit ini memiliki gejala turunnya kelopak mata, sulit menelan, dan gangguan pernapasan. Tugas Anda 3. Olahraga dapat menimbulkan cedera pada tulang, sendi, dan otot. Tuliskan beberapa macam olahraga yang dapat menimbulkan cedera, serta pada bagian apa olahraga tersebut sering menimbulkan cedera. Jelaskan pula cara penanganan atau pengobatan ketika cedera tersebut terjadi. Tes Kompetensi Subbab B Kerjakanlah di dalam buku latihan.. Tuliskanlah perbedaan otot lurik dan otot polos.. Apakah yang dimaksud dengan gerak antagonis? 3. Jelaskan mekanisme kontraksi otot. 4. Tuliskan gangguan-gangguan yang dapat terjadi pada otot. Rangkuman. Tubuh manusia tersusun atas tulang-tulang. tulang tersebut membentuk suatu rangka tubuh. Berdasarkan jarigan penyusunnya, tulang dibedakan menjadi tulang rawan (kartilago) dan tulang keras.. Berdasarkan bentuknya, tulang dibedakan menjadi tulang pipa (panjang), tulang pendek, tulang pipih, dan tulang ireguler. 3. Manusia memiliki rangka tubuh ketika dalam tahap perkembangan embrio. Proses pembentukan tulang disebut dengan osifikasi. Osifikasi dibagi menjadi dua, yaitu osifikasi intramembranosa dan osifikasi intrakartilagenosa. 4. memiliki beberapa fungsi, seperti penunjang dan pemberi bentuk tubuh; pelindung alat-alat vital tubuh; penyusun rangka tubuh; tempat melekatnya otot; tempat pembentukan sel-sel darah; tempat penyimpanan mineral. 5. Secara garis besar, rangka tubuh manusia dibagi menjadi dua kelompok, yaitu rangka aksial dan rangka apendikular. Rangka aksial merupakan rangka poros atau sumbu tubuh. Adapun rangka apendikular adalah rangka tambahan (alat gerak). 54 Mudah dan Aktif Belajar Biologi untuk Kelas XI

15 6. -tulang pada tubuh manusia akan saling berhubungan membentuk persendian. Secara fungsional, persendian dibagi menjadi tiga, yaitu sinartrosis, amfiartrosis, dan diartrosis. 7. Selain tulang, penyusun sistem gerak pada manusia adalah otot. Otot disebut alat gerak aktif karena kontraksinya dapat menggerakkan tulang sehingga muncul gerak. 8. Berdasarkan strutur dan fungsinya otot dibedakan menjadi otot lurik, otot polos, dan otot jantung. Contoh otot lurik terdapat pada biseps (otot lengan). Otot polos terdapat antara lain pada saluran pencernaan, pembuluh darah, dan dinding rahim. Adapun otot jantung terdapat pada organ jantung. Peta Konsep Sistem Gerak terdiri atas Otot Rangka terdiri atas jenisnya Aksial terdiri atas Apendikular terdiri atas Otot rangka Otot polos Otot jantung tungkai Gelang bahu Gelang panggul tengkorak belakang dada rusuk terdiri atas Tungkai bawah Tungkai atas memiliki Persendian yaitu Sinartosis Amfiartrosis Diartrosis Sistem Gerak pada Manusia 55

16 Refleksi Bagaimana pendapat Anda setelah mempelajari materi Sistem Gerak pada Manusia ini? Menarik, bukan? Banyak hal yang bisa Anda dapatkan setelah mempelajari bab ini. Misalnya, Anda dapat menjaga kesehatan tulang dan duduk dengan posisi yang benar agar terhindar dari kelainan tulang. Tujuan Anda mempelajari bab ini adalah agar Anda mampu menjelaskan keterkaitan antara struktur, fungsi, dan proses serta kelainan pada sistem gerak. Apakah Anda dapat mencapai tujuan tersebut? Apabila Anda mengalami kesulitan dalam mempelajari materi tertentu pada bab ini, diskusikanlah bersama teman-teman Anda. Kemudian, bertanyalah kepada guru Anda untuk memecahkan permasalahanpermasalahan berkenaan dengan materi pada bab ini. Agar Anda mampu memahami materi pada bab ini dengan lebih baik, pastikanlah Anda menguasai materi bab ini dengan belajar lebih giat. Evaluasi Kompetensi Bab 3 Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda. A. Pilihan Ganda. dapat mengeras karena adanya... a. NaHCO 3 b. FeCO 3 c. MgCO 3 d. CaCl e. CaCO 3 dan Ca 3 (PO 4 ). Proses pembentukan tulang disebut... a. kalsifikasi b. osteoklas c. osifikasi d. osteoblas e. osteosit 3. Hubungan tulang yang sangat rapat pada tengkorak disebut... a. sutura b. sendi c. osifikasi e. apendikular d. aksial 4. yang berfungsi melindungi organ dalam adalah... a. tulang dada dan tengkorak b. tulang dada dan tulang rusuk c. tulang rusuk dan tengkorak d. tengkorak dan tulang belakang e. tulang belakang dan tulang rusuk 5. Berikut adalah beberapa jenis tulang. humerus. radius 3. ulna 4. karpal 5. metakarpal -tulang tersebut merupakan penyusun... a. tungkai atas b. tungkai bawah c. gelang bahu d. gelang panggul e. tengkorak 6. Persendian yang sama sekali tidak dapat digerakkan adalah... a. diartrosis b. sinartrosis c. amfiartrosis d. lordosis e. lifosis 7. Hubungan antartulang belakang termasuk ke dalam... a. diartrosis b. sinartrosis c. amfiartrosis d. kifosis e. lordosis Untuk soal nomor 8 dan 9, perhatikan gambar berikut Mudah dan Aktif Belajar Biologi untuk Kelas XI

17 8. yang ditunjukkan oleh nomor sampai dengan 4 adalah... a. b. c. d. e. Femur Tibia Fibula Falanges 9. -tulang tersebut merupakan tulang penyusun... a. tungkai atas b. tungkai bawah c. gelang bahu d. gelang panggul e. rangka aksial 0. Gelang bahu merupakan salah satu contoh dari sendi... a. engsel b. putar c. pelana d. mati e. peluru. Sendi yang dapat melakukan gerakan paling bebas adalah sendi... a. peluru b. engsel c. putar d. pelana e. mati. Peradangan pada sendi disebut... a. fraktura b. fisura c. atritis d. dislokasi e. ankilosis 3. Perhatikan gambar berikut. Aksi yang terjadi pada otot dan adalah... a. kontraksi dan kontraksi b. kontraksi dan relaksasi c. relaksasi dan kontraksi d. relaksasi dan relaksasi e. tidak terjadi aksi 4. Berikut adalah ciri-ciri otot.. Bentuk silindris. Terdapat keping interkalar 3. Melekat pada rangka 4. Bekerja di bawah kontrol saraf otonom 4 3 Di antara ciri-ciri tersebut, yang termasuk ciri-ciri otot jantung adalah... a.,, 3, dan 4 d., 3, dan 4 b.,, dan 3 e. dan 4 c.,, dan 4 5. Otot yang melekat pada tulang yang tidak bergerak ketika otot berkontraksi adalah... a. origo d. otot polos b. insersi e. ligamen c. tendon 6. Perhatikan gambar berikut. Gerakan tersebut merupakan kerja dari otot... a. fleksor dan ektensor b. abduktor dan adduktor c. depresor dan pronator d. supinator dan pronator e. entensor dan elevator 7. Berikut adalah ciri-ciri otot.. Letak inti sel di tengah. Penampakan lurik di bawah mikroskop 3. Gerakannya di luar perintah otak Pernyataan tersebut merupakan ciri-ciri dari otot... a. lurik b. polos c. jantung d. polos dan otot jantung e. terdon 8. Protein, troponin, tropomiosin, dan aktin terdapat di dalam... a. sarkolema b. miofibril c. sarkomer d. nukleus e. plasmolema 9. Sendi dibungkus oleh suatu jaringan ikat yang disebut... a. origo b. insersi c. tendon d. sinsitium e. ligamen 0. Kelelahan otot disebabkan karena banyaknya... a. asam piruvat d. ADP b. asam laktat e. gulkosa c. ATP Sistem Gerak pada Manusia 57

18 B. Soal Uraian. Tuliskan lima fungsi tulang.. Jelaskan secara singkat mengenai proses pembentukan tulang. 3. Apakah perbedaan antara otot polos, otot lurik, dan otot jantung? 4. Jelaskan mekanisme kontraksi otot. 5. Tuliskan 3 gangguan dan penyakit yang dapat terjadi pada tulang dan otot manusia? C. Soal Tantangan. Pada saat mencapai usia sekitar 0 tahun, tulang akan berhenti tumbuh. Akan tetapi, tulang masih memerlukan kalsium dan vitamin D selama seumur hidup. Mengapa demikian?. Perhatikan gambar miofibril berikut.????? Sumber: Biology, 999 a. Berilah keterangan lengkap dari gambar tersebut. b. Manakah yang menunjukkan sel sedang berkontraksi? c. Bagaimanakah pengaruh kontraksi sel terhadap bagian-bagian miofibril? C B A 58 Mudah dan Aktif Belajar Biologi untuk Kelas XI